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据介绍,该施工队过往建设的工程项目,海域水深一般10余米,且为承载力较高的沙质沉积物,而南鹏岛项目海域水深达23米左右,属于淤积地形,海底淤泥悬浮层就有数十米深。在考虑安全性、经济性和施工便利性后,风机基础最终选用了在国外有先例的水下四桩导管架基础型式。

“这些桩每根长80米,直径2.4米,重量202吨。”赵伟介绍,每个机位由4根桩依托,因为钢管桩出泥端不能过长,顶部离水面距离设计为16米,锤压入泥部分70余米。再插装上高达35米的导管架,就构成了一个四桩导管架基础平台。

导管架安装是海上风电场的施工难点之一,水下四桩导管架无疑是更大的挑战。赵伟介绍,要使钢管桩和导管架紧密对接,沉桩垂直度的要求非常高,偏差不能超过千分之三,而水下作业缺乏参照物,更是增加了施工难度。

工程师设计了一个长37米、高12米的稳桩平台紧紧“抱住”钢管桩。该平台上下两层均安装了定位架及导向轮,并配备液压千斤顶。通过对桩身垂直度及桩顶水平度的测量,利用千斤顶调整桩身垂直度。

基础平台建设好后,叠加塔筒、风机主机、叶轮和叶片,就初步建造成了“海上大风车”。南鹏岛项目的风机将取用分体安装的方式,厂家将部件水运至码头,预拼装后吊运上运输船再运送到机位,一个风机组由4节塔筒、主机、叶轮和3个叶片组成。起吊拼装由安装船进行。

“我们这一标段建设18个机位,将安装5.5兆瓦的风机,塔筒高达82.7米,相当于20层楼的高度,单只叶片就长76.6米。”赵伟介绍,项目2018年10月15日开始动建,当天正在进行第二个机位的沉桩施工,预计2019年9月将完成这一标段的安装作业。

海况复杂

全年适宜施工的时间仅有100余天

海域常出现的“大涌浪、强台风、厚淤泥”,是海上风电项目建设和运营的难题。

对于南鹏岛项目,场址水深及涌浪影响、天气影响,都成为工程人员必须克服的难题。更为突出的,阳江夏季多台风,冬季有冬潮,一年中适合开发建设的时间非常短,给工期安排带来了很大挑战。

在进行正式施工之前,工程人员对全年的海况进行了分析,根据测算,沉桩施工每年有效时间仅约120天,适合风机分体安装作业的时间约100天。“阳江通常是每年11月、12月便进入非窗口期,这就意味着施工进度的不确定性大大增加,工程成本的提高。”赵伟说。就在记者现场探访的3天后,也就是去年12月7日,施工暂停了,预计今年3月份重新施工。

正是海况和天气的变幻莫测,一旦条件适宜,施工作业就要分秒必争,工人轮班24小时作业。赵伟介绍,工程关键节点的时间不能变,只能做深做细各项基础工作,根据既定的目标合理安排,不断对计划进行调整。

建设者说

每个环节严谨细致绝对不能出事故

像海上风电这样的“超级工程”,建设流程繁复,人员、物资组织庞杂,如何做到有条不紊?

在一本100多页的项目施工组织设计书里,记者找到了答案。工程实施之前,工程师就对施工场址的水文条件、工程地质、局部气候及交通、生活、材料供应等条件做了详尽调查,在此基础上,科学设计施工方案,细致到物资的定制、船舶停靠、物资运输、每一个施工流程、人员组织安排、应急预案等。

工程师对每一个施工步骤进行了推演和设计,并配备了各类大型机械。还有23个工人吃住在海上,日夜分班工作,负责具体工序的操作推进。钢桩及各类大型器件的起重吊运,工程精细度的把控,都需要工人的细致和经验,在这里,人和机器的默契变得尤为关键。

刘新是这群工人的总指挥,在2009年就开始参与中国第一个国家海上风电示范项目——上海如东大桥10万千瓦海上风电的建设。这个项目在我国风电场建设史上创造了多项“第一”,为海上风电的发展提供了宝贵的经验。

南鹏岛海上风电是他参与建设的第8个项目,这10年来,他辗转江苏盐城、浙江六横等地,在海上生活工作成为了常态,部分工人也一直跟随着他,逐渐积累了丰富的经验,彼此之间形成默契的配合。

采访过程中,刘新正在指挥工人吊桩,当天海上几乎没有风浪,这是他们入驻南鹏岛项目来遇到的最好天气。放在平日,从起钩、绑桩、吊桩、移桩到下桩沉海,前后接近3个小时,每个环节刘新都丝毫不敢懈怠。

“海上绝不能出事故。”刘新跟记者讲述了不久前的一次惊险,去年11月中旬,他们正在吊桩的时候,突然涌来一波涌浪,运输船摇晃得厉害,钢管桩也跟着晃动,几乎要撞向船身。经验十足的刘新,与大臂的操作员默契配合,随着海浪波动方向和船只晃动幅度,来回移动钢管桩,反复十多个来回终于稳定了下来。

5.5兆瓦!国内单机容量最大海上风电

相对陆上风电,海上风电具有机组发电量高、运输便利、单机装机容量大、不占用土地、适合大规模连片开发等优点。且海上风能资源普遍优于内陆,一般来说,离岸10千米的海上风速,通常比沿岸要高出约20%。

南鹏岛海上风电项目相关负责人表示,风力机的发电功率与风速的三次方成正比,同等条件下,海上风力机的年发电量能比陆上高70%。目前我国陆上风电单机容量以2兆瓦类型为主,海上风电以2.5~5兆瓦为主。

我市拥有长458.6公里的海(岛)岸线,海平面80米高度处年平均风速可达6.5~8.0米每秒,海上风能资源丰富。该负责人介绍,选择一个好的风电场风速是至关重要,还要综合考虑接入电网的要求,交通运输、生活和施工的便利性,气象地质条件以及环境、生活等条件

记者了解到,南鹏岛项目单台机组发电功率达5.5兆瓦,是目前国内单机容量最大的海上风电项目,项目规划建设73台机组,总装机容量达40万千瓦。理论上,一台5兆瓦的海上风力机就可为1万户家庭提供1年的用电量。

“项目建成投产后,预计年上网电量约10.3亿千瓦时,相当于每年节约标煤约33.66万吨,减排二氧化碳约67万吨。”该负责人介绍,自2017年9月12日项目获得核准以来,相继完成微观选址、工程试桩、陆上集控中心开工、首个风机沉桩等重要工程节点,计划2020年实现全部风机并网发电。

同时,项目配套建设一座海上升压站和陆上集控中心,风电机组发出的电能通过海底电缆接入升压站,升压后输送到路上集控中心,最后就近接入阳江电网系统。

延伸阅读

目前,全省共有6个在建的海上风电项目,其中4个在阳江,分别为粤电沙扒、三峡新能源沙扒、中广核南鹏岛、中节能南鹏岛项目。根据广东省海上风电发展规划,阳江全市海上风电开发总规划装机量1000万千瓦,力争2025年全部建成投产,约占广东省规划装机总容量的15%。

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